半导体结构的制备方法与流程

本申请涉及半导体，特别是涉及一种半导体结构的制备方法。

背景技术：

1、目前，在半导体结构的制造过程中，通常需要通过互连插塞以及金属连接线将晶体管的栅极以及源漏极等进行连出以实现芯片的功能。在形成互连插塞时，通常需要先形成接触孔，然后再于接触孔内沉积金属（例如钨）等形成互连插塞。

2、然而，在接触孔的形成过程中，由于会形成一些反应副产物堆积而导致刻蚀过程提前停止，形成的接触孔的底部的孔径越来越窄，从而形成的互连插塞难以将晶体管进行连出而产生短路，进而导致芯片的可靠性较低。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有技术中的芯片可靠性较低的问题提供一种半导体结构的制备方法。

2、为了实现上述目的，一方面，本申请提供了一种半导体结构的制备方法，包括：

3、提供初始半导体结构，所述初始半导体结构包括衬底、导电层、介质层、氧化层和多个间隔排布的栅极结构；其中，各所述栅极结构位于所述衬底之上；所述导电层位于各所述栅极结构的顶部以及各所述栅极结构之间的所述衬底的顶部；所述介质层覆盖所述栅极结构的表面以及所述导电层的表面；所述氧化层覆盖所述介质层的表面以及所述衬底的表面；

4、于所述氧化层的上表面形成抗反射层以及图形化光刻胶层；

5、在第一预设刻蚀气氛下基于所述抗反射层以及所述图形化光刻胶层刻蚀所述氧化层以形成开口，所述开口暴露出部分所述介质层的表面；其中，所述第一预设刻蚀气氛包括第一气体及第二气体，部分所述第一气体还用于与第一反应副产物产生化学反应，所述第一反应副产物为在所述第一预设刻蚀气氛下，刻蚀所述氧化层产生的聚合物；

6、基于所述开口去除部分所述介质层以形成接触孔，所述接触孔暴露出所述导电层的表面。

7、上述半导体结构的制备方法，通过于氧化层的上表面形成抗反射层以及图形化光刻胶层，并通过在第一预设刻蚀气氛下基于抗反射层以及图形化光刻胶层刻蚀氧化层以形成开口，开口暴露出部分介质层的表面；其中，第一预设刻蚀气氛包括第一气体及第二气体，部分第一气体还用于与第一反应副产物产生化学反应，第一反应副产物为在第一预设刻蚀气氛下，刻蚀氧化层产生的聚合物；并基于开口去除部分介质层以形成接触孔，接触孔暴露出导电层的表面。本申请意想不到的技术效果是：由于在利用第二气体去除氧化层的过程中，通过第一气体与第一反应副产物的反应，能够将第一反应副产物很快去除，从而能够避免出现由于第一反应副产物堆积在氧化层的表面而导致接触孔底部的孔径较窄的问题，从而能够提高芯片的可靠性。

8、在其中一个实施例中，所述第一气体包括氧气，所述第二气体包括六氟化四碳气体。

9、在其中一个实施例中，在所述第一预设刻蚀气氛中，所述氧气与所述六氟化四碳气体的比例为0.9：1~1.1：1。

10、在其中一个实施例中，在第一预设刻蚀气氛下基于所述抗反射层以及所述图形化光刻胶层刻蚀所述氧化层以形成开口的步骤包括：

11、在所述第一预设刻蚀气氛下，采用预设低频偏置功率为所述第一气体以及所述第二气体提供激励，以基于所述反射层以及所述图形化光刻胶层刻蚀所述氧化层以形成开口。

12、在其中一个实施例中，所述预设低频偏置功率为2400w~2800w。

13、在其中一个实施例中，于所述氧化层的上表面形成抗反射层以及图形化光刻胶层的步骤包括：

14、于所述氧化层的上表面由下至上依次形成抗反射相移膜层、暗色防反射层、光刻氧化物层、底部防反射层，以形成所述抗反射层，并于所述抗反射层上表面形成光刻材料层；

15、基于光罩去除部分光刻材料层，以形成所述图形化光刻胶层，所述图形化光刻胶层包括初始开口，所述初始开口暴露出所述底部防反射层的表面；

16、基于所述初始开口依次去除部分所述底部防反射层、部分所述光刻氧化物层、部分所述暗色防反射层以及部分所述抗反射相移膜层，以使得所述初始开口暴露出所述氧化层的表面。

17、在其中一个实施例中，所述基于所述初始开口依次去除部分所述底部防反射层、部分所述光刻氧化物层、部分所述暗色防反射层以及部分所述抗反射相移膜层的步骤包括：

18、在第二预设刻蚀气氛下基于所述初始开口依次去除部分所述底部防反射层、部分所述光刻氧化物层、部分所述暗色防反射层以及部分所述抗反射相移膜层；其中，所述第二预设刻蚀气氛包括所述第一气体、所述第二气体以及第三气体，所述第一气体还用于与第二反应副产物产生化学反应，所述第二反应副产物为在所述第二预设刻蚀气氛下，刻蚀所述底部防反射层产生的聚合物。

19、在其中一个实施例中，所述第一气体包括氧气，所述第二气体包括碳氟气体，所述第三气体包括碳氢氟气体。

20、在其中一个实施例中，在所述第二预设刻蚀气氛中，所述氧气与混合气体的比例为0.033：1~0.05：1；其中，所述混合气体为所述碳氟气体和所述碳氢氟气体的混合气体。

21、在其中一个实施例中，在第一预设刻蚀气氛下基于所述抗反射层以及所述图形化光刻胶层刻蚀所述氧化层以形成开口的步骤包括：

22、在第一预设刻蚀气氛下，调整气体流向以增加所述第一气体与所述第二气体向刻蚀腔室边缘进行扩散的比例，以基于所述抗反射层以及所述图形化光刻胶层刻蚀所述氧化层以形成开口。

技术特征：

1.一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述第一气体包括氧气，所述第二气体包括六氟化四碳气体。

3.根据权利要求2所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，在所述第一预设刻蚀气氛中，所述氧气与所述六氟化四碳气体的比例为0.9：1~1.1：1。

4.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，在第一预设刻蚀气氛下基于所述抗反射层以及所述图形化光刻胶层刻蚀所述氧化层以形成开口的步骤包括：

5.根据权利要求4所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述预设低频偏置功率为2400w~2800w。

6.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，于所述氧化层的上表面形成抗反射层以及图形化光刻胶层的步骤包括：

7.根据权利要求6所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，基于所述初始开口依次去除部分所述底部防反射层、部分所述光刻氧化物层、部分所述暗色防反射层以及部分所述抗反射相移膜层的步骤包括：

8.根据权利要求7所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述第一气体包括氧气，所述第二气体包括碳氟气体，所述第三气体包括碳氢氟气体。

9.根据权利要求8所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，在所述第二预设刻蚀气氛中，所述氧气与混合气体的比例为0.033：1~0.05：1；其中，所述混合气体为所述碳氟气体和所述碳氢氟气体的混合气体。

10.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，在第一预设刻蚀气氛下基于所述抗反射层以及所述图形化光刻胶层刻蚀所述氧化层以形成开口的步骤包括：

技术总结
本申请涉及一种半导体结构的制备方法，通过于初始半导体结构包括的氧化层的上表面形成抗反射层以及图形化光刻胶层；在第一预设刻蚀气氛下基于抗反射层以及图形化光刻胶层刻蚀氧化层以形成开口，开口暴露出部分介质层的表面；其中，第一预设刻蚀气氛包括第一气体及第二气体，部分第一气体还用于与第一反应副产物产生化学反应，第一反应副产物为在第一预设刻蚀气氛下，刻蚀氧化层产生的聚合物；基于开口去除部分介质层以形成接触孔，接触孔暴露出导电层的表面。采用本方法能够提高芯片的可靠性。

技术研发人员：李文超,林政纬,杨智强,贾涛
受保护的技术使用者：合肥晶合集成电路股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19